肺癌精确放疗误差与控制综述

肺癌精确放疗误差与控制综述

广西梧州市红十字会医院放射治疗技术区54300

【摘要】本文主要对肺癌精确放疗的具体方法以及在实施过程中存在的问题进行分析,查阅和总结近年来精确放疗误差与控制的相关文献报道,对其发展情况进行综述。

【关键词】肺癌;放射治疗;精确放疗;误差;控制

肺癌是世界范围内常见恶性肿瘤之一,发病率和死亡率均较高,且呈现出年轻化发展趋势,已成为国际社会共同面对的重大公共卫生问题。放射治疗是临床治疗肺癌的常用手段,随着对该类癌症认识的不断深入以及综合治疗手段的不断进步,收获了越来越理想的效果,其中放射治疗是提高癌变局部控制率和患者生存率的关键,现已经进入到精确放疗时代。值得注意的是,精确放疗的实施也会受到多种因素的影响,需要考虑到特有高度适形的高肿瘤剂量与危险器官低剂量之间的快速跌落情况,以及V20等多种参数的限制,再有,肿瘤病灶受呼吸运动的影响,使得放疗的不确定性增加,如何控制误差成为实施肺癌精确放疗的重要前提。现将肺癌精确放疗误差情况及控制方法综述如下。

1肺癌精确放疗的实施以及误差的产生

1.1精确放疗实施方法

精确放疗是在常规放疗基础上发展起来的,最开始在临床上推广的是三维适形放疗,即从方形野的二维照射过渡到适形度更高的三维照射,随着现代放射治疗技术的发展,在照射区域内形成高度适合靶区形状的剂量分布,则可达到调强效果。调强放疗的实施既可分布照射,也可断层和容积旋转调强,前者为静态多叶光栅,操作较为简单,但效率相对较低,后两者为动态多叶光栅,应用较为普遍,以容积旋转调强为例,该疗法可实现整野治疗,不必考虑邻野匹接、分野等情况,但其对加速器控制精度的要求较高,在技术上仍有待改进[1]。目前图像引导放疗和立体定向放疗备受青睐,前者具有缩小靶区边界、自适应性放疗等优点,可达到精确放疗的要求,且图像引导能够降低放疗对患者造成的负面影响;后者是现阶段国际放射肿瘤界关注的热点,该疗法将多源、多线束或多野高能射线集中在三维空间并聚焦于某一靶区,在提高靶区剂量的同时,还能更好地保护周围正常组织,适用于早期肺癌根治性治疗、术后补量照射以及转移性肺癌等多种情况的治疗[2]。

1.2精确放疗误差来源

放射治疗涉及到模拟定位、计划设计、靶体勾画等多个环节,准备和实施过程较为复杂,就肺癌而言,以往放疗受呼吸运动的影响较大,又面临正常肺组织耐受性差等问题,放疗的开展并不顺利,随着对肿瘤靶区运动等问题认识的加深,以及放射治疗技术的进步,上述问题得到很好的解决,即便如此,进入到精确放疗时代,不确定性仍存在,准确测量放疗的不确定性仍是保证治疗安全的关键[3]。从放疗误差来源来看,大体可将其概括为三点:一是肿瘤靶体积勾画误差,受到不同医师勾画操作、不同影响检查分辨率等差异的影响,靶区外轮廓与实际肿瘤间可能存在偏差,由此造成靶体积勾画误差,相关研究报道显示,不同医师对同一靶区的勾画,所获最大体积、最小体积相差均可能超过1.5倍;二是放疗中靶区的运动误差,这与呼吸和心脏运动有关,属于常规问题,因作用关系相对复杂,难以对相关参数进行有效预测,放疗过程中有必要进行针对性干预;三是放疗摆位误差,即定位或治疗坐标系统与骨性解剖结构之间的偏差,可分为分次间误差和分次内误差,前者出现在治疗计划模拟阶段,来源于摆位动度、呼吸动度、心脏动度、器官充盈程度等,后者出现在模拟及每次放射治疗射线出束过程中,来源于体位移动和肿瘤基线移动[4-5]。

2肺癌精确放疗注意事项及对误差的控制

2.1注意事项

精确放疗的最大特点体现在对放射治疗精度的控制,包括定位的精确性、计划的精确性和治疗的精确性,各个环节产生的误差可分为系统误差和随机误差,基于精确放疗误差原因的分析,在实施肺癌精确放疗过程中,应格外重视患者体位的固定、呼吸动度和肿瘤运动的控制、影像学技术的使用,以及剂量处方、射野安排、剂量体积等方面的控制,需要明确相关注意事项[6]。目前体位固定装置的使用较多,尽管精确放疗已取得突破性进展,很多技术难题得以解决,欧洲癌症治疗研究组织仍在推荐对接受肺癌放疗的患者进行更高精度的体位固定,运动是放疗过程中存在的不确定性因素,呼吸运动、肿瘤运动给肺癌放疗的实施带来很大的挑战,对多因素的控制仍是确保放疗精度和安全的前提[7]。

近年来,肺癌放疗取得的最大进展是放疗技术与影像学技术的联合应用,借助CBCT、四维CT等影像学技术可保证高精度放疗的顺利实施,四维CT与呼吸运动密切相关,由其提供的个体化信息,可获得更小的PTV边界,在肺癌放疗计划制定过程中发挥着重要的作用;PET-CT扫描显示的病变范围要壁常规CT扫描更为精准,特别是对淋巴结转移;再有CBCT的应用,可获得实时的影像,通过骨性或软组织结构的对比,明确人体内部的解剖结构的变化误差大小,不同影像技术的优势不同,应根据其特点进行合理选用[8]。截止到目前,精确放疗过程中的摆位误差多是依据骨性解剖标志来对其进行验证,借助影像检查来获得更为精确的摆位信息,罗焕丽等[9]对28例恶性肿瘤患者放疗中体外误差与体内误差的关联性进行探究,在随机误差测定中,肺癌患者头脚方面差异不大,腹背和左右方向差异较大,其中体内误差对放疗精度的影响较大,认为有必要借助高频次的影像引导来进行摆位,以提高靶区治疗精度,为患者提供更好的保护。

2.2控制方法

呼吸动度的存在增加了肺癌放疗位置的不确定性,导致肿瘤位置的系统误差,对于这一问题,以往临床上并不主张采取呼吸干预措施,通过增加内边界可达到控制目的,借助影像学采集技术也能在模拟定位中获取呼吸较为均衡的位置[10]。近年来,一些呼吸控制措施也得到应用,如呼吸门控、自主呼吸控制技术等,主要是减少内运动导致的边界,再有就是在影像学检查中加入呼吸因素,利用4D-CT技术追踪肿瘤运动径迹,为进一步提高放疗的精度,有必要对误差采取相应的校正措施,通过在线或离线校正来减少系统误差和随机误差[11]。肺癌精确放疗误差中,以摆位误差最为常见,且在多种放疗技术中均有出现,有关肺部肿瘤放疗摆位误差与质量控制的研究报道相对较多。张秀甫等[12]对肺癌调强放疗中出现的摆位误差进行分析,发现OBI引导调强放疗可减少系统误差和随机误差,能够保证定位、摆位的精确度;张淑慧等[13]对立体定向放疗摆位误差的质量控制情况进行探讨,认为在精确放疗实施过程中,摆位重复性是保证治疗成功的关键,这与体位固定方法的选择、设备的精度以及操作情况有关,在误差原因分析基础上给予针对性处理,如CBCT位置验证、合理应用体位固定技术,能够达到质控目标。

辅助摆位技术在放疗中应用,仍有一些问题需要解决,尤其是摆放固定方法的选择,尚未达成共识,目前可供选择的固定装置有立体定向体、个体化热塑定位膜、真空垫等。巩汉顺等[14]对16例实施图像引导精确放疗的肺癌患者摆位误差情况进行分析,均采用热塑体模固定,发现应用锥形束后,这种误差得到明显减少,相对而言,头脚的误差要大于CT左右和垂直位,通过外扩可获得较为准确的PTV边界;周琼等[15]在同类研究中,通过与负压成型真空垫相比,发现应用热塑体模固定技术可减少CT左右方向的重复摆位误差。辅助摆位技术可提高放疗摆位的可重复性,以往传统的影像验证主要依靠骨性差异作为参照点,并不能对软组织差异进行辨别,无法代表真正肿瘤的位置误差,由CBCT提供的验证影像,可有效解决这一问题,保证精确放疗得以顺利实施[16]。

3小结

综上所述,近年来,放疗技术取得了很大的发展,三维适形放疗、逆向调强放疗、图像引导放疗、立体定向放疗等均得到推广,现已经进入到精确放疗时代。随着现代影像学技术、先进治疗计划系统等广泛推广和应用,使肺癌精确放疗得以顺利实施,为了减少放疗执行阶段的误差,有必要对靶区勾画、体位固定等各环节进行精确控制和调整,从而获得更为理想的放疗效果。

【参考文献】

[1]王锐濠,张书旭,林生趣.肿瘤精确放疗新进展——图像引导自适应放疗[J].中国医学物理学杂志,2012,12(4):3467-3471.

[2]李毅,李文荣,苏进,等.基于CBCT非小细胞肺癌外放边界研究[J].中国医学物理学杂志,2014,4(7):5010-5011.

[3]王培合,马瑞忠.肺癌精确放疗中计划靶区外扩边界数学模型的建立研究[J].医疗卫生装备,2012,15(8):13-15.

[4]王辛,许峰,魏于全.肺部肿瘤的精确放射治疗研究进展[J].中国肺癌杂志,2011,3(11):894-899.

[5]崔天祥,徐燕梅,金俊余,等.运用CBCT测量肺癌放疗的摆位误差[J].肿瘤防治研究,2014,12(5):1318-1321.

[6]陈冬,王仁本.原发性肝癌外放疗临床应用现状[J].中华肿瘤防治杂志,2015,10(1):78-80.

[7]邢晓波,周宓.PET/CT在非小细胞肺癌精确放疗中应用的研究进展[J].现代医学,2011,10(3):378-381.

[8]任洪荣,周盛强,于大海,等.两种体位固定技术对三维适形放疗中肺癌靶区勾画和计划的影响[J].中国现代医学杂志,2011,28(7):3572-3575.

[9]罗焕丽,靳富,王颖,等.肿瘤放疗中体外误差与体内误差的关联性[J].中国医学物理学杂志,2016,10(1):13-15.

[10]潘广鹏,王义海,张瑾熔,等.Rapidarc联合呼吸门控在非小细胞肺癌放疗中的应用[J].现代生物医学进展,2014,7(23):4477-4478.

[11]林俊华,魏贤顶,孔旭东,等.kV级锥形束CT在图像引导放疗中的应用[J].中国医学物理学杂志,2014,12(5):5158-5159.

[12]张秀甫,刘永琴.肺癌调强放疗中的摆位误差分析[J].临床医药实践,2015,10(4):276-277.

[13]张淑慧,杨敬贤,贾飞,等.肿瘤立体定向放射治疗摆位误差分析与质量控制[J].中国医学物理学杂志,2013,2(11):3988-3991.

[14]巩汉顺,王运来,鞠忠建,等.锥形束CT在肺癌患者精确放疗摆位误差研究[J].军医进修学院学报,2012,10(3):1037-1038.

[15]周琼,周剑良,张一戈,等.基于锥形束CT肺癌放射治疗两种体位固定技术摆位误差的研究[J].中国医学物理学杂志,2014,13(6):5258-5260.

[16]罗国民,王瑾.肺癌精确放疗的误差及其控制[J].中国肿瘤临床,2014,41(04):276-279

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